任何一種新的不銹鋼管材料在一定噸位的擠壓機上,生產規格范圍較廣的產品時,根據最佳擠壓溫度和允許的最佳變形量,編制擠壓工藝,對穩定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。
在現有(you)或新(xin)建的(de)(de)擠壓機(ji)上,對于試(shi)制新(xin)材料(liao)(liao)的(de)(de)新(xin)產(chan)品和(he)大量(liang)生產(chan)的(de)(de)老產(chan)品,通過試(shi)驗研(yan)究和(he)經(jing)驗總結(jie),繪制出以延伸系數和(he)坯料(liao)(liao)的(de)(de)加熱(re)溫度為(wei)坐標的(de)(de)材料(liao)(liao)不銹鋼管可能的(de)(de)變(bian)形(xing)制度曲(qu)線(xian),如圖5-1所示。

在一定的加熱溫度條件下,變形程度增大將引起坯料金屬流出壓力增加,而金屬流出壓力受到擠壓機能力或擠壓工模具強度的限制。隨著不銹鋼管(guan)坯料加熱溫度的升高,允許的變形程度增大,因此,曲線Ⅰ(1區域和2區域之間)是材料在一定的延伸系數和加熱溫度的條件下,材料的極限的允許擠壓力。曲線Ⅱ(1區域和3區域之間)是在絕熱條件下,因熱效應而使金屬溫度升高與部分晶界熔化的曲線。因此,1區域為產品質量令人滿意時的區域,2區域是超過允許壓力的區域,3區域是晶界熔化區域。
如果提高(gao)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)能力或(huo)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)工模(mo)具的(de)(de)允許應力,1區(qu)域將會擴大(da),并(bing)且新的(de)(de)曲(qu)線(xian)將受到各種具體條件的(de)(de)限(xian)制(圖5-1(b),其(qi)(qi)中(zhong)P1>P2>P3)。在擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)變(bian)(bian)形(xing)(xing)過程中(zhong),部(bu)分熱(re)(re)(re)量用于熔(rong)化玻璃(li)潤滑(hua)劑、加熱(re)(re)(re)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)工模(mo)具和散發到周圍的(de)(de)空間(jian);其(qi)(qi)余則留(liu)在變(bian)(bian)形(xing)(xing)金屬(shu)內(nei),用于提高(gao)坯料溫(wen)度。在其(qi)(qi)他條件相同的(de)(de)情況下,留(liu)在變(bian)(bian)形(xing)(xing)金屬(shu)內(nei)的(de)(de)熱(re)(re)(re)量與總熱(re)(re)(re)量的(de)(de)比值(zhi)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度有關,其(qi)(qi)中(zhong)可(ke)能有兩種極(ji)端(duan)的(de)(de)情況:1. 當(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度非常低時,變(bian)(bian)形(xing)(xing)熱(re)(re)(re)完全(quan)散發到周圍空間(jian),即變(bian)(bian)形(xing)(xing)流(liu)動在等溫(wen)條件下進(jin)行;2. 當(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)速度無限(xian)大(da)時,全(quan)部(bu)變(bian)(bian)形(xing)(xing)熱(re)(re)(re)都留(liu)在金屬(shu)內(nei),并(bing)建立了絕熱(re)(re)(re)條件。實(shi)際上這兩種極(ji)端(duan)條件是不存在的(de)(de),因(yin)此實(shi)際情況是在這兩種極(ji)限(xian)情況之間(jian)。
對現有的擠壓機,繪制用于各種鋼的變形制度曲線具有實用意義。尼科波爾南方鋼管廠的專家Г.И.Гуляeв(Г.И.古里亞耶夫)等通過研究,用計算法繪制了適用于該廠3150噸液壓擠壓機擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時的所有品種的變形制度曲線。除此之外,對擠壓機的每一種尺寸的擠壓筒也都繪制了相應的曲線。在計算和繪制各種材料的變形制度曲線時,需根據具體情況采用不同的限制條件。尼科波爾南方鋼管廠采用的限制因素為:
1. 擠(ji)壓(ya)機(ji)的名義擠(ji)壓(ya)力或擠(ji)壓(ya)桿上的應力不大于1100MPa;
2. 擠(ji)壓不銹鋼管材料(liao)的晶粒開始熔化溫度為1325℃;
3. 擠壓(ya)不(bu)銹鋼管材料(liao)在(zai)變(bian)形過(guo)程中(zhong)和變(bian)形終(zhong)了的溫(wen)度(du)(du)較(jiao)高(gao),使奧氏體晶(jing)粒長大。由于材料(liao)在(zai)加(jia)熱和冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)沒有發生相變(bian),在(zai)冷(leng)卻時(shi)材料(liao)的晶(jing)粒度(du)(du)不(bu)變(bian),因此(ci),對于其用于再加(jia)工(冷(leng)加(jia)工)的商品管坯料(liao)的加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)為1220℃。

為了(le)判斷在繪制(zhi)變形制(zhi)度(du)曲線(xian)時采用(yong)的(de)(de)(de)假設是否正確(que),尼科波爾南方不(bu)銹(xiu)鋼管廠用(yong)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)鋼坯(pi)料(liao)進行了(le)一系(xi)列的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)試(shi)驗,包(bao)括設定準確(que)的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力,以及坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)加熱(re)溫(wen)度(du)和延伸系(xi)數在比較寬的(de)(de)(de)范圍內變化等。將(jiang)試(shi)驗結果與(yu)計算數據進行比較,制(zhi)定保證(zheng)商品管和再加工不(bu)銹(xiu)鋼管質量的(de)(de)(de)變形制(zhi)度(du)曲線(xian)。3150噸擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)機ф190mm擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)在不(bu)同擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)(de)條(tiao)件下,擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)06Cr18Ni11Ti不(bu)銹(xiu)鋼管時可能的(de)(de)(de)變形制(zhi)度(du)曲線(xian)如圖5-2所(suo)示。

